Java中的双重检查锁定中的volatile

Question

据我了解，这是Java中双重检查锁定模式的正确实现（自Java 5以来）：

class Foo {
    private volatile Bar _barInstance;
    public Bar getBar() {
        if (_barInstance == null) {
            synchronized(this) { // or synchronized(someLock)
                if (_barInstance == null) {
                    Bar newInstance = new Bar();
                    // possible additional initialization
                    _barInstance = newInstance;
                }
            }
        }
        return _barInstance;
    }
}

我想知道没有volatile是否会是一个严重的错误，还是只是一种轻微的缺陷，假设_barInstance只通过getBar访问。

我的想法是：同步引入了“发生在-之前”的关系。初始化_barInstance的线程将其值写入主内存并离开同步块。因此，即使_barInstance不是volatile，也不会出现双重初始化：其他线程在其本地副本中具有null(在第一次检查时得到true)，但必须在进入同步块后从主内存中读取新值(在第二次检查时得到false并且不进行重新初始化)。因此，唯一的问题就是每个线程都会获得多余的一次锁定。

据我所知，这在CLR中是正确的，而且我相信在JVM中也是正确的。我对吗？

谢谢。

- Ivan Yurchenko

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@Todd 可能是这样，但是回答中只有“volatile很重要”和“不是线程安全”的说法，没有解释。我真的想详细了解这个情况 :) - Ivan Yurchenko

叹气。阅读Jeremy Manson的文章：《双重检查锁定》、《Java中volatile的含义》和《双重检查锁定及其问题》。 - David Conrad

@DavidConrad 谢谢，我可能明白了。JVM 可以重新排序构造函数指令，使其在分配 _barInstance 并且后续线程可以看到_barInstance 已初始化之前执行。当它们看到它不是 null 时，它们不会获取锁并且 happens-before…嗯，就是没有发生 :) 然后它们使用未初始化的对象。另一方面，当 _barInstance 是 volatile 的时候，写和读始终保持 happens-before。正确吗？ - Ivan Yurchenko

Answer 1

如果不使用volatile，可能会导致以下情况的错误：

• 线程1进入getBar()并发现_barInstance为null
• 线程1尝试创建一个Bar对象并更新对_barInstance的引用。由于某些编译器优化，这些操作可能会被乱序执行。
• 同时，线程2进入getBar()，看到非空的_barInstance，但可能会在_barInstance对象的成员字段中看到默认值。它实际上看到了一个部分构建的对象，但引用不是null。

volatile修饰符将禁止相对于任何先前读取或写入变量_barInstance进行写入或读取。因此，它将确保线程2不会看到部分构造的对象。

更多详情请见：http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html

- Gaurav

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我现在明白了，谢谢。 - Ivan Yurchenko